재제조 토너카트리지의 성능 및 환경부하 저감 효과 분석

Abstract

재생산업의 일환으로 시작된 재제조 산업은 사용 후 제품을 신제품과 동일한 수준으로 재창조하는 자원순환의 이상적 방법이다. 재제조 산업은 자원을 재이용하는 기술이므로 자원 및 에너지 절감, 국제 환경 규제에 능동적으로 대응할 수 있는 자원순환형 system으로 인식되고 있다. 이와 더불어 온실가스 배출 감소를 통한, 지구온난화 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법을 제공한다. 최근, 미국, 일본, 독일을 중심으로 폐 자동차, 폐 전자제품 등을 대상으로 재제조 산업이 활성화되고 있으나, 국내 기술은 미국과 유럽에 비해 많이 낙후되어 있다. 그러나 최근 들어 에너지 절약의 중요성이 부각되며, 국제환경규제에 다각적인 대응을 위해 재제조 산업은 한국에서도 중요한 산업으로 인식되고 있다. 보고된 바에 의하면, 국내에서 전량 수입되는 토너 카트리지는 연 간 약 2,000만개 이상이나, 이 중 약 24%만 재제조 된다. 나머지는 매립 및 소각처리 되고 있어 대기오염, 수질 및 토양오염 등 2차적인 환경오염을 초래하고 있는 실정이다. 현재 국내는 재제조제품에 대한 품질평가기준의 정립이 이루어지지 않고 있으며, 재제조 기술 수준이 낮다. 또한 품질보증체계의 미비로 인한 재제조 제품의 품질 저하는 재제조 제품에 대한 소비자의 낮은 인식을 가져왔었다. 최근 재제조 제품의 품질을 향상시키는 노력이 확대되어 가는 추세이나, 아직도 품질평가시스템이나 잔여수명을 진단하는 잔류수명진단기술에 대한 연구개발 수준은 전무한 상태이다. 본 연구에서는 잔류수명진단기술의 한 방법인 결함인자 도출을 위해, 재제조된 토너 카트리지 한 모델을 선택하여 분석한 다음, 이를 동일 모델 정품 토너 카트리지와 비교하였다. 측정 기법은 RPN(Risk Priority Number) 분석으로 이루어진 RCM(Reliability Centered Maintenance)을 이용하였다. RPN은 각각 10점으로 이루어진 빈도(occurrence), 발견도(detection), 영향도(severity)로 구성되는 인자로서 그 곱은 1,000이 되도록 하였다. RCM로 분석한 결과, 수치가 가장 높게 나온 OPC drum을 세부 실험대상으로 선택하였다. FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)을 파악하기 위해, charge acceptance, discharge acceptance, residual-voltage, white/black potential, DDR(Dark Decay Ratio), coating thickness를 주요 측정 항목으로 선정하여 실험하였다. 실험결과에 의하면, 재제조된 토너 카트리지의 경우, 인쇄매수가 증가할수록 charge acceptance, black potential, DDR, coating thickness의 값은 정품 토너 카트리지보다 감소하였다. 반대로 discharge acceptance, white potential, residual-voltage값은 증가하였는데, 이는 측정치가 인쇄매수에 따른 피로도(fatigue)와 깊은 상관관계가 있음을 제시한다. 재제조된 토너 카트리지 사용을 환경 효과적 측면에서 살펴보면, 정품 토너 카트리지를 기준으로 자원절감은 약 18.4%, 비용절약 측면에서는 약 38.4% 정도로 감소되었음을 알 수 있다. 이로써, 재제조된 토너 카트리지는 정품 토너 카트리지보다 성능은 95% 이상을 유지하면서 환경에 미치는 영향은 20~40% 정도로 낮은 것으로 판단되었다.